市政污水管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究分析

胡杰

摘要：本文主要研究分析市政污水管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐越來越快，工業(yè)企業(yè)、城市用水、排水量也越來越大。城市的排水用水工作都需要通過市政工程總給排水系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，在排水用水需求增多的同時(shí)，城市污水也正在迅猛發(fā)展，導(dǎo)致市政污水處理廠如雨后春筍般涌現(xiàn)，污水管網(wǎng)工程隨之增多，因此污水管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要合理且高效，下面就為設(shè)計(jì)工作者提供一些參考。

關(guān)鍵詞：市政污水;污水管道;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

市政污水管道在給排水工程中應(yīng)用廣泛，它為城鎮(zhèn)綠化、道路澆灑、消防及生產(chǎn)、生活用水的供給進(jìn)行相應(yīng)的廢水排放工作。近幾年，隨著城鎮(zhèn)環(huán)境整治力度不斷加大，污水管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也成為污水管網(wǎng)工程中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，如果污水管道出現(xiàn)任何的問題，都會(huì)影響工程質(zhì)量，給人民群眾的生活帶來不便，所以設(shè)計(jì)工作者要對(duì)市政污水管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和研究。

一、做好前期現(xiàn)場(chǎng)勘察

由于污水管道覆蓋面積廣，管道工程鋪設(shè)距離長(zhǎng)，且管線會(huì)穿越城鎮(zhèn)的密集區(qū)、公路、農(nóng)田、橋涵等多個(gè)地形地貌，為了最大限度保證管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要提前深入現(xiàn)場(chǎng)勘察地形地貌并做好前期準(zhǔn)備工作，對(duì)照電子版地形圖以及地質(zhì)勘探報(bào)告初步確定管線位置及施工方式。在選線和勘察過程中，污水管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要積極主動(dòng)地與造價(jià)、給排水專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行溝通和交流，了解管道管線所覆蓋區(qū)域的地形地貌情況，并在勘察中隨時(shí)做好拍照存檔工作，方便今后能夠隨時(shí)查閱。在勘察過程中，難免會(huì)遇到一些地質(zhì)情況較為復(fù)雜或者地下管網(wǎng)分布情況不明的區(qū)域，可能會(huì)對(duì)管線設(shè)計(jì)或施工造成麻煩，針對(duì)這種情況就需要設(shè)計(jì)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行多次勘察，充分熟悉地質(zhì)情況，因地制宜地制定合理的設(shè)計(jì)方案，并將專業(yè)性的意見和問題積極向污水管道工程管理部門反映，確保工程的順利進(jìn)行。

二、測(cè)量地勘管道要求

在勘察完現(xiàn)場(chǎng)工作之后，管道設(shè)計(jì)人員就要向勘察單位提出地勘管道要求，一般是勘探點(diǎn)距和鉆孔深度。根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)范要求，管道勘探點(diǎn)要在污水管道的中線上方且不能偏離中線太遠(yuǎn)的地方布置，鉆孔深度離中線最遠(yuǎn)3m，相鄰勘探點(diǎn)間距要保持在30-100m。由于管道沿線的地形不同，所以間距要求也不同，像一些地形復(fù)雜且變化很大的地段，間距應(yīng)當(dāng)密一些，鉆孔深度至少需要達(dá)到管道埋設(shè)深度以下1m。如果在鉆孔過程中遇到河流，要保證鉆孔深度達(dá)到河床最大沖刷深度以下2-3m。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需向地勘單位提出勘探成果要求，要求主要分為“三查三調(diào)”，“三查”：1.查明管道埋設(shè)深度范圍內(nèi)地層形成原因和巖石特征及厚度;2.查明河床兩岸地層巖性及洪水可能淹沒的范圍;3.查明污水管道沿線水文地質(zhì)情況、地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)及金屬管道的腐蝕程度、沿線的施工條件以及沿線泉、井的水位和分布情況;“三調(diào)”：1.調(diào)查沿線極其容易發(fā)生泥石流、滑坡、坍塌等地質(zhì)災(zāi)害的地域范圍以及地域發(fā)展趨勢(shì)，并考慮污水管道對(duì)其帶來的影響;2.調(diào)查工程中所跨越河流兩岸邊坡的穩(wěn)定性;3.調(diào)查巖層分化破碎程度和產(chǎn)狀會(huì)對(duì)管道產(chǎn)生影響的全部斷裂帶的性質(zhì)及其特點(diǎn)。此外還需要提供開挖坡度和軟弱地基的處理建議、評(píng)價(jià)地震效應(yīng)和液化并提供專業(yè)地勘參數(shù)。

三、污水管道設(shè)計(jì)內(nèi)容

（一）污水管道結(jié)構(gòu)形式

通常來說，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)污水管道的用途、工程現(xiàn)場(chǎng)的施工條件和地質(zhì)條件以及給排水專業(yè)設(shè)計(jì)人員所提出的設(shè)計(jì)條件，結(jié)合分析管道的工作環(huán)境、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等，綜合制定出安全、經(jīng)濟(jì)、合理的管道結(jié)構(gòu)形式。污水管道又分為承壓管道和非承壓管道，根據(jù)管道是否承壓，管道所使用的材料也可能不同。通常情況下，污水承壓管道主要采用的是鋼管、鋼筋混凝土管、鑄鐵管、玻璃鋼管、現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵等，而污水非承壓管道則主要采用塑料管、鋼筋混凝土管、砌體蓋板涵、混凝土管、現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵等。在實(shí)際的管道設(shè)計(jì)過程中，還需要根據(jù)污水管道口徑、安裝地段、工程大小等具體情況而定，設(shè)計(jì)人員還可以查閱資料，了解當(dāng)?shù)匚鬯艿拦こ痰某Ｓ媒Y(jié)構(gòu)形式，借鑒到自己的設(shè)計(jì)中來。

（二）污水管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在污水管道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)地下水位、管道埋深、管材、地面荷載以及地質(zhì)情況等條件來對(duì)管道結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行計(jì)算以滿足設(shè)計(jì)要求。對(duì)于一些需要特殊加固的管道，例如當(dāng)塑料管位于行車道以下且管頂覆土深度較淺時(shí)，可以采用鋼筋混凝土包封的形式對(duì)管道進(jìn)行加固。此外在結(jié)構(gòu)專業(yè)施工圖的設(shè)計(jì)說明中，還需要注意污水管道工程中是否有涉及住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理規(guī)定》（住房城鄉(xiāng)建設(shè)部令第37號(hào)）中規(guī)定的危大工程，例如水下作業(yè)工程或者基坑開挖超過一定深度等，如果工程中存在危大工程，還需要對(duì)施工圖進(jìn)行完善，補(bǔ)充關(guān)于危大工程的相關(guān)說明。

（三）污水管道敷設(shè)方式

在對(duì)污水管道進(jìn)行敷設(shè)時(shí)，結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計(jì)人員要依據(jù)地面及地下障礙物和管道管線的埋置深度來選擇科學(xué)合理的敷設(shè)方式。常見的管道敷設(shè)方式為溝埋式敷設(shè)、架空式敷設(shè)、牽引式敷設(shè)、頂管式敷設(shè)等，其中最常用的是溝埋式敷設(shè)。在設(shè)計(jì)工程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員經(jīng)常會(huì)遇到特殊的地形地質(zhì)情況，導(dǎo)致管道無法進(jìn)行開挖溝埋式敷設(shè)，例如管道需要穿越鐵路、公路時(shí)，我們可以選擇頂管式敷設(shè)，管道穿越河塘?xí)r，我們可以選擇架空式敷設(shè)或者牽引式敷設(shè)……總而言之，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)管道管線的走向以及地質(zhì)地貌等實(shí)際情況來選擇最合理的敷設(shè)方式。

（四）污水管道抗浮穩(wěn)定

保證管道工程質(zhì)量就是保證人民群眾生活質(zhì)量，管道的抗浮穩(wěn)定一直是關(guān)乎管道工程質(zhì)量的重要一環(huán)。受天氣和水文的影響，污水管道在敷設(shè)施工過程中會(huì)經(jīng)常遇到連續(xù)下雨，或是地下水位比較高的情況，這些都對(duì)管道的抗浮穩(wěn)定不利，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要充分考慮到最不利的工況，確保管道抗浮穩(wěn)定滿足要求。污水管道抗浮一般分為管道施工期抗浮和管道使用期抗浮兩個(gè)階段。在施工期，設(shè)計(jì)人員需在圖紙上注明基槽開挖時(shí)要求施工單位采取切實(shí)有效措施以降低地下水位，一般要求降水深度需要保持在基坑底面500mm以下，避免出現(xiàn)浮管的情況。在使用期，設(shè)計(jì)人員首先需要對(duì)浮管發(fā)生的原因進(jìn)行掌握。一般來說，使用期發(fā)生浮管是由于地下水位較高、管道自重不足或管頂?shù)母餐辽疃葻o法滿足抗浮要求，導(dǎo)致管道在地下水浮力作用下發(fā)生浮管。對(duì)此結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計(jì)人員應(yīng)通過專業(yè)抗浮計(jì)算確定可靠的抗浮措施，在局部管道抗浮力不足時(shí)可以采用鋼筋混凝土包封等方式，確保管道抗浮穩(wěn)定能夠滿足要求，從而保證管道工程質(zhì)量。

（五）污水管道抗震設(shè)計(jì)

工程質(zhì)量和安全是污水管道網(wǎng)工程一直強(qiáng)調(diào)的事情，而質(zhì)量和安全要從本質(zhì)上出發(fā)，在進(jìn)行市政污水管道工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要重視管道抗震設(shè)計(jì)，選擇能夠滿足抗震要求的管材，同時(shí)管道走向盡量避開抗震不利的地段，如若無法避開，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)就要根據(jù)工程的重要性來進(jìn)行相應(yīng)的抗震設(shè)計(jì)。此外，鋼管還需要注明防腐蝕措施，確保鋼管在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)能夠滿足運(yùn)行要求，從而保證管道工程的質(zhì)量。

四、污水管道管槽開挖和回填

市政污水管道工程的溝槽開挖情況較為復(fù)雜，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需依據(jù)施工設(shè)備、地質(zhì)條件、溝槽開挖深度進(jìn)行綜合確定挖斷面形式及溝槽寬度等。一般來說，市政污水管溝槽的深度通常較淺，往往優(yōu)先采用放坡開挖的形式;當(dāng)開挖溝槽較深，且在場(chǎng)地條件許可并具有良好工程地質(zhì)的情況下，可以分級(jí)放坡開挖;當(dāng)場(chǎng)地條件不允許或出現(xiàn)其他復(fù)雜地質(zhì)情況時(shí)，可以結(jié)合使用鋼板樁等支護(hù)方式對(duì)復(fù)雜管段進(jìn)行支護(hù)，此外還應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求確定管頂以上回填土的壓實(shí)度，用符合要求的回填土進(jìn)行及時(shí)回填。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，近幾年市政工程污水排水系統(tǒng)需求量越來越大，因此市政污水管道設(shè)計(jì)工作重要性也就不可言喻。為此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員須具備嚴(yán)肅認(rèn)真的態(tài)度和豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，重視起污水管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選擇安全、經(jīng)濟(jì)、合理的管道結(jié)構(gòu)形式，對(duì)管道工程進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、對(duì)生產(chǎn)施工進(jìn)行科學(xué)合理規(guī)劃，更好地為污水管道施工質(zhì)量提供最佳改善策略。

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